例6.质量均为m的三个小球A、B、C放置在光滑的绝缘水平面的同一直线上,彼此相隔L。A球带电量,,若在小球C上外加一个水平向右的恒力F,如图4所示,要使三球间距始终保持L运动,则外力F应为多大?C球的带电量有多大?
解析:题中每个小球都具有共同的向右加速度,显然C应带负电,才对AB均有向右引力。根据库仑定律和牛顿第二定律,选向右为正方向
对A: ①
对B: ②
由①②解得 , ,
对A、B、C整体:
小结:如果多个物体具有共同的恒定的加速度,那就得灵活运用隔离法与整体法解题。
图像问题。
第2课时 电场能的性质
1、高考解读
真题品析
知识:考查电场、电势、等势线、以及带电粒子在电场中的运动.
例1.(09年全国卷Ⅰ)18.如图所示,一电场的电场线分布关于y轴(沿竖直方向)对称,O、M、N是y轴上的三个点,且OM=MN,P点在y轴的右侧,MP⊥ON,则
A.M点的电势比P点的电势高
B.将负电荷由O 点移动到P点,电场力做正功
C. M、N 两点间的电势差大于O、M两点间的电势差
D.在O点静止释放一带正电粒子,该粒子将沿y轴做直线运动
答案:AD
解析:A选项由电场线的弯曲程度与题意中的MP⊥ON 可以知道M和P两点不处在同一等势线上而且有,A对.
B选项由电场线的方向结合负电荷,将负电荷由O点移到P电场力做负功, B错.
C选项类比匀强电场,O到M的平均电场强度大于M到N的平均电场强度,所以有, C错.
D选项正电子受力沿y轴正方向又静止释放且电场线在y轴上又是直线,该粒子将沿y轴做加速直线运动,D对
点评:对电场中电势高低的判断要一步到位,对电场力做功的方法要活学活用。
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知识:电势能大小的判断方法
例2.(2007海南单科7)如图所示,固定在Q点的正点电荷的电场中有M、N两点,已知。下列叙述正确的是
A. 若把一正的点电荷从M点沿直线移动到N点,则电场力对该电荷做正功,电势能减小
B. 若把一正的点电荷从M点沿直线移动到N点,则该电荷克服电场力做功,电势能增加
C. 若把一负的点电荷从M点沿直线移动到N点,则电场力对该电荷做正功,电势能减小
D. 若把一负的点电荷从M点沿直线移动到N点,再从N点沿直线移动到M点,则该电荷克服电场力做的功等于电场力对该电荷做的功,电势能不变
解析: AB选项:由于是正点电荷形成的电场,而,故M点电势大于N点电势,故故A对B错。
C选项:由于是正点电荷形成的电场,而,故M点电势大于N点电势,故故C错。
D选项:电场力做功的特点是只与带电粒子所处的始末位置有关与运动路径无关,D正确。
点评:电势能大小的判断方法
例4.(改编)已知真空中的两个自由点电荷A和B, ,,
相距L如图1所示。若在直线AB上放一自由电荷C,让A、B、C
都处于平衡状态,则对C的放置位置、电性、电量有什么要求?
解析:此问题属于力学的平衡问题,每个点电荷都处于另外两个点电荷的电场中,
都符合。找出点电荷A、B的合场强为零的点放C,根据题
中A、B的电性可知的点必定在A、B外侧,再根据,
结合A、B的电量得出的点必定在B的外侧靠近电量较小的B。
设C的带电量,距B的距离为X,如图2所示
对C: 代入数据解得X=2L
因为约去,所以对于C只要放的位置符合它就可以平衡,A、B要平衡就得对C电性、电量有要求。C若带负电A、B都不能平衡,故C带正电。
对B : 代入数据解得Q=9Q
此题也可以对A和B或者A和C列出二个力的平衡等式,解答结果一样。实质是三个物体共受3对相互作用力,根据平衡条件和牛
顿第三定律可以由“二平衡”推出“三平衡’,
即“六力三平衡”,如图3所示。
小结:由此题我们可以得出三自由点电荷
共线平衡问题有如下特点
①三自由点电荷电性必为“两同一异”。若三者均带同种电荷,无论怎么放,外侧点电荷都不可能平衡。
②异种电荷必放中间。若异种电荷B放外侧,它本身不可能平衡。
③放在内侧的异种电荷B电量最小。因为若QB>QC,则FBA> FCa,A不能平衡。若QB>QA,则 FBC> FAC,C不能平衡。
即共线平衡的三个自由电荷,电性是“两侧同,中间异”,电量是“夹小”-指中间电荷电量最小,“靠小”-指中间电荷靠近电量较小的电荷。
例5.(原创)下列各组共线的三个自由电荷,可以平衡的是( )
A、4Q 4Q 4Q B、4Q -5Q 3Q C、9Q -4Q 36Q D、-4Q 2Q -3Q
解析:由“两同一异”排除A项,由“两侧同,中间异”且“夹小”排除B项,其实三点电荷的电量还有定量关系, 借用图3可得
对A: ① 对B: ② 对C: ③
由①②③结合牛顿第三定律有: 而
再结合数学知识可以推得,即,
代入数据可得D项不合,应选C。
11.补写出下列名句名篇中的空缺部分。
(1)宫中府中,俱为一体, ,不宜异同。(诸葛亮《出师表》)
(2)八百里分麾下炙, ,沙场秋点兵。(辛弃疾《破阵子》)
(3)鹏之徙于南冥也,水击三千里, (庄子《逍 遥 游》)
(4)间关莺语花底滑 , 。 ,凝绝不通声暂歇。(白居易《琵琶行》)
(5)其声呜呜然, ,如泣如诉。 ,不绝如缕。(苏东坡《赤壁赋》)
(6)苟利国家生死以, 。(林则徐《赴戍登程口占示家人》)
5.参照例句,以“岁月的墙上”开头仿写一句话。要求:①句式相同;②修辞特点一致。(3分)
例句:生命的树上,开着一枝花,绽放在你的怀里,压抑在我的心上。
岁月的墙上,
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